建筑熱環(huán)境-建筑保溫

2-3建筑保溫設(shè)計(jì)

概述：我國(guó)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB50176-93》按下列條件，將全國(guó)劃分成五個(gè)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)(p11)：嚴(yán)寒區(qū)：最冷月平均溫度≤－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)，在145天以上的地區(qū)；寒冷區(qū)：最冷月平均溫度0～－10℃，日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在90—145天的地區(qū)；夏熱冬冷區(qū)：最冷月平均溫度0～10℃，最熱月平均溫度25℃～30℃；夏熱冬暖區(qū)：最冷月平均溫度大于10℃，最熱月平均溫度25℃～29℃；日平均氣溫≥25

℃的天數(shù)在100—200天，夏季防熱、冬季可不保溫；溫和地區(qū)：最冷月平均溫度0～13℃，最熱月平均溫度18℃～25℃。日平均氣溫≤5

℃的天數(shù)在0—90天2.3.1建筑保溫與節(jié)能設(shè)計(jì)策略1、充分利用太陽(yáng)能：

日照對(duì)建筑保溫的重要意義：(1)太陽(yáng)能能量密度高；（2）太陽(yáng)能為清潔能源；（3）太陽(yáng)能廉價(jià)；（4）太陽(yáng)能有利于人體健康；（5）太陽(yáng)能的利用非常現(xiàn)實(shí)。附加陽(yáng)光間式2、防止冷風(fēng)的不利影響：

風(fēng)對(duì)室內(nèi)氣候的影響有兩方面：一是通過(guò)門(mén)窗口或其它孔隙進(jìn)入室內(nèi)，形成冷風(fēng)滲透；二是作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面上，使對(duì)流換熱系數(shù)變大，增強(qiáng)外表面的散熱量。

防止冷風(fēng)的措施：應(yīng)爭(zhēng)取不使大面積外表面朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向，當(dāng)受條件限制不可避免時(shí)，也應(yīng)在迎風(fēng)面上盡量少開(kāi)門(mén)窗或其它孔洞，嚴(yán)寒地區(qū)還應(yīng)設(shè)置門(mén)斗。

另外，還要綜合考慮房間密閉性和透氣性的關(guān)系。

3、選擇合理的建筑體型、朝向

建筑師處理體型與平面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)考慮功能要求，必須正確處理體型，平面形式與保溫的關(guān)系；否則，不僅增加采暖費(fèi)用，浪費(fèi)能源，而且必然影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工質(zhì)量。盡量減少表面積以減少熱量的散失，球形、圓形、方形、多邊形、多層。4、使房間具有良好的熱特性與合理的供熱系統(tǒng)：

熱特性應(yīng)適合使用要求。例如：全天使用的房間應(yīng)有較大的熱穩(wěn)定性，以防止室外溫度下降或間斷供熱時(shí)，室溫波動(dòng)太大；對(duì)于只白天使用或只有一段時(shí)間使用的房間，要求在開(kāi)始供熱后，室溫能較快上升到所需標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)室外氣溫晝夜波動(dòng)，特別是寒潮期間連續(xù)降溫時(shí)，為使室內(nèi)氣候能維持所需的標(biāo)準(zhǔn)，要有合理的供熱系統(tǒng)。5、保溫系統(tǒng)科學(xué)、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)合理6、建筑具有舒適高效的供熱系統(tǒng)

7、做好熱橋處理

建筑保溫條件薄弱的局部：墻轉(zhuǎn)角、圈梁、窗過(guò)梁、檐口等處。外墻和屋頂是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分，對(duì)其保溫能力的要求，取決于房間的使用性質(zhì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。一般從下面幾個(gè)方面來(lái)考慮：保證內(nèi)表面不結(jié)露，即內(nèi)表面溫度不得低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度；對(duì)于大量的民用建筑，不僅要保證內(nèi)表面不結(jié)露，還需滿(mǎn)足一定的熱舒適條件，限制內(nèi)表面溫度，以免產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的冷輻射效應(yīng)；從節(jié)能要求考慮，熱損失應(yīng)盡可能的??；應(yīng)具有一定的熱穩(wěn)定性。2.3.2外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)1.最小傳熱阻按我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，保溫設(shè)計(jì)是取陰寒天氣作為設(shè)計(jì)計(jì)算基準(zhǔn)條件。以下是我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的設(shè)計(jì)方法---最小熱阻法。以上參數(shù)的確定原則和選用方法為：冬季室內(nèi)計(jì)算溫度titi值因房間使用性質(zhì)不同而有不同的規(guī)定值。

對(duì)于一般居住建筑取18℃；對(duì)于高級(jí)居住建筑、醫(yī)療和福利建筑、托幼建筑等，取20℃

。冬季室外計(jì)算溫度te

te值的選取較為復(fù)雜一些，它的取值大小與所設(shè)計(jì)的外墻或屋頂?shù)臒岫栊灾笜?biāo)值大小有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，熱惰性指標(biāo)值大，te取值較高，相反亦然。我國(guó)規(guī)范對(duì)te的選取作了具體規(guī)定，見(jiàn)表3--1室內(nèi)空氣與外墻（或屋頂）內(nèi)表面之間的允許溫［Δt］允許溫差［Δt］，根據(jù)房間性質(zhì)及結(jié)構(gòu)，按表3-2取值。溫差修正系數(shù)n內(nèi)表面換熱阻Ri，。

按上述步驟，在取得各參數(shù)值后，便可求得Ro.min

。應(yīng)當(dāng)注意，求得這個(gè)最小傳熱組，并不意味著外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)有熱阻一定要?jiǎng)偤玫扔谧钚鳠嶙?，它只是起碼的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際熱阻應(yīng)高于或等于它，但不得低于它。

Ro≥Ro.min

此外，在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，當(dāng)居住建筑、醫(yī)院、幼兒園、辦公樓、學(xué)校和門(mén)診部等建筑物的外墻為輕質(zhì)材料時(shí)，外墻的最小傳熱阻應(yīng)在前述計(jì)算求得Ro.min的基礎(chǔ)上進(jìn)行附加，其附加值應(yīng)按下的規(guī)定采用。建筑節(jié)能與傳熱系數(shù)限值法建筑能耗與圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能權(quán)衡判斷法2.絕熱材料

所謂絕熱材料是指那些絕熱性能比較高，也就是導(dǎo)熱系數(shù)比較小的材料。通常把導(dǎo)熱系數(shù)λ<0.25，并能用于絕熱工程的稱(chēng)為絕熱材料把用于控制室內(nèi)熱量外流的叫保溫材料。防止熱量進(jìn)入室內(nèi)的叫隔熱材料。影響材料導(dǎo)熱系數(shù)λ的因素：1.密度；2.濕度；3.溫度

絕熱材料的選擇（按熱物理性能、強(qiáng)度、耐久性、耐火性及耐侵蝕性等，滿(mǎn)足要求）

3、選擇保溫構(gòu)造方案（一）保溫構(gòu)造的種類(lèi)1.單設(shè)保溫層（見(jiàn)圖3-6）2.封閉空氣間層保溫（一般空氣間層厚4-5cm）3.保溫與承重相結(jié)合（見(jiàn)圖3-7）4.混合型構(gòu)造（見(jiàn)圖3-8）單設(shè)保溫層復(fù)合結(jié)構(gòu)的形式及持點(diǎn)內(nèi)保溫和外保溫外保溫的優(yōu)點(diǎn)主要有：保護(hù)墻或屋頂，降低溫度應(yīng)力起伏，提高結(jié)構(gòu)的耐久性;有利于房間熱穩(wěn)定性；防止內(nèi)部產(chǎn)生水蒸汽凝結(jié)；消除熱橋；有利于舊房節(jié)能改造；節(jié)約使用空間.

防水層不設(shè)在保溫層上邊，而是倒過(guò)來(lái)設(shè)在保溫層底下,這種方法，在國(guó)外叫作"Upsidedown"構(gòu)造方法;簡(jiǎn)稱(chēng)USD構(gòu)法。4.外窗、外門(mén)和地面的保溫設(shè)計(jì)

對(duì)一棟建筑物來(lái)說(shuō)，外窗戶(hù)、外門(mén)和地面在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，一般?0-60%之間。從冬季失熱量來(lái)看，外窗、外門(mén)及地面的失熱量要大于外墻和屋頂?shù)氖崆穑?-5是西安建筑科技大學(xué)一棟住宅樓外圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分耗熱量分布。1）窗戶(hù)的保溫設(shè)計(jì)控制窗墻面積比按我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范，窗墻面積比=窗戶(hù)洞口面積/外墻面積（開(kāi)間*層高）提高氣密性，減少冷風(fēng)滲透我國(guó)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在窗兩側(cè)空氣壓差為10Pa的條件.單位時(shí)間內(nèi)每米縫長(zhǎng)的空氣滲透量q1的允許標(biāo)準(zhǔn)如下：在低層和多層建筑中應(yīng)不大于4.0m3/（m.h）在中、高層建筑中應(yīng)不大于2.5m3/（m.h）窗縫的處理提高窗戶(hù)的保溫能力改善窗框保溫性能改善窗玻璃部分的保溫能力合理選擇窗戶(hù)類(lèi)型2)外門(mén)保溫設(shè)計(jì)

這里的外門(mén)包括戶(hù)門(mén)（不采暖樓梯間）、單元門(mén)（采暖樓梯間）陽(yáng)臺(tái)門(mén)下部以及與室外空氣直接接觸的其他各式各樣的門(mén)。門(mén)的熱阻一般比窗戶(hù)的熱阻大，而比外墻和屋頂?shù)臒嶙栊?，因而也是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫的薄弱環(huán)節(jié)，見(jiàn)表3-8

試驗(yàn)研究證明，地面對(duì)人體熱舒適及健康影響最大的是厚度約3---4mm的面層材料。5.地板的保溫設(shè)計(jì)6.沿底層外墻周邊局部的保溫處理我國(guó)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)采暖建筑的底層地面，當(dāng)建筑物周邊無(wú)采暖管溝時(shí)，在外墻內(nèi)側(cè)0.5—1.0m范圍內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)保溫層，其熱阻不應(yīng)小于外墻的熱阻。7.特殊部位保溫設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)交角處的保溫設(shè)計(jì)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的交角，包括外墻轉(zhuǎn)角、內(nèi)外墻交角、樓板或屋頂與外墻的交角等。2.3